Laboratorium metrologii elektrycznej
Temat: Wyznaczanie stratności blach magnetycznych i rozdział strat
Wykonał: Czech Paweł ED 3.5

Cel ćwiczenia:

Poznanie metody pomiaru stratności blach magnetycznych aparatem Epstaina w wykonaniu 25-centymetrowym.

Schemat obwodu:

Spis przyrządów:

Układ zasilania aparatu Epsteina Uwe=7V Vsk Rwe=600Ω

Watomierz cosφ=0,1 kl.0,5 2kV elektrodynamiczny

Rezystor suwakowy R=46Ω I=2,4A

Aparat Epsteina 25cm z1=z2=700zw. WG PN-54/E-04450

Dekagenerator Typ PW-1Z

Amperomierz kl.0,5 zakr=1A

Woltomierz Vsr I=3mA, zakr=75V kl.0,5 magnetoelektryczny

Woltomierz V kl.0,5 zakr=75V elektrodynamiczny

1. Skalowanie transformatora powietrznego (wyłącznik W3 zamknięty).

Tabela pomiarowa

L.P	I	Im	Uśr
	A	A	V
1	0,1	0,114	5
2	0,2	0,228	11
3	0,3	0,424	16,5
4	0,4	0,566	22
5	0,5	0,7	28
6	0,6	0,849	33
7	0,7	0,99	39
8	0,8	1,13	45
9	0,9	1,173	50,25
10	1	1,414	55

1. Wyznaczanie dynamicznej krzywej magnesowania.

Dane:

m_c=1,97kg

i=0,5%

M=3%

f=50Hz

R₂=2,13Ω

R_2T=660Ω

R_V=75kΩ

R_wn=15kΩ

m’=1,96kg

s=2,225*10^-4

Tabela pomiarowa

L.P		Położenie przełącznika p
		1—1 ind.
	I	Uśr
	A	V
1	0,6	48,75
2	0,55	48,25
3	0,5	48
4	0,45	47,5
5	0,4	46,75
6	0,35	46,25
7	0,3	44,75
8	0,25	42,5
9	0,2	37,5
10	0,15	30
11	0,1	19
12	0,05	4,5

Wartość maksymalną natężenia pola obliczamy ze wzoru:

H _m = =

Wartość maksymalna indukcji wynosi:

B_m==

1. Wyznaczanie stratności przy danej indukcji.

Tabela pomiarowa

Lp	B	f	I	U2	Usr	k	P	Pż	pż
	T	Hz	A	V	V		W	W	W/kg
1	1	50	0,05	33,5	31	1,08	2	1,9888	1,0146
2	1,5		0,38	51	46,51	1,096	4,6	4,5996	2,3467

Straty magnetyczne liczone zgodnie ze wzorem:

Stratność p_ż wynosi:

1. Wyznaczanie rozdziału strat metodą zmiennej częstotliwości.

Lp	B	f	I	U2	U2sr	K	P	Pż	pż	Pż/f
	T	Hz	A	V	V		W	W	W/kg	W/Hz
1	1	20	0,1	10,75	9,93	1,0825	0,25	0,2499	0,127	0,00637
2		30	0,11	16	14,89	1,0745	0,5	0,4975	0,254	0,00846
3		40	0,115	21,5	19,86	1,0826	0,9	0,8954	0,457	0,01142
4		50	0,12	27	24,82	1,0878	1,3	1,2927	0,66	0,01319
5		55	0,125	30	27,3	1,0989	1,5	1,491	0,76	0,01383

1. Wnioski

Charakterystyka transformatora powietrznego I_m = f(U_śr) po interpolacji jest linią prostą. Stratnością blachy nazywamy straty mocy występujące w jednym kilogramie rdzenia przy okresowym jego przemagnesowywaniu. W przypadku podwyższonego napięcia bądź napięcia o kształcie odbiegającym od sinusoidy rośnie indukcja. Efektem tego jest nagrzewanie się rdzenia co prowadzi do uszkodzenia izolacji zarówno uzwojenia jak i samego rdzenia.
Do pomiaru stratności magnetycznej stosuje się aparat Epsteina. Pomiar mocy strat dokonuje się watomierzem o małym znamionowym cosϕ_N ≤0,3, co umożliwia uzyskanie dużych wychyleń, ze względu na to, że badany obwód posiada niewielki cosϕ. Cewka napięciowa watomierza jest włączona po stronie wtórnej aparatu, aby miernik nie wskazywał strat w uzwojeniach.

Za pomocą aparatu Epsteina można wyznaczyć rozdział tych strat na straty wiroprądowe i histerezowe. Obwód posiadał charakter odkształcony, ponieważ współczynnik kształtu k nieco odbiegał od wartości wzorcowej. Zamiast k=1,11 wahał się od 1,0745 do 1,0989 Proporcjonalnie do wzrostu wartości częstotliwości napięcia zasilającego straty w żelazie również wzrastały.